Численное исследование двухфазного потока в центробежном пылеуловителе на основе двухжидкостной модели турбулентности

Известно, что математическое моделирование закрученных турбулентных потоков является сложной проблемой. Исследование таких потоков с помощью методов прямого моделирования (DNS) или моделями больших вихрей (LES) требуют больших вычислительных ресурсов. А численное исследование двухфазного турбулентного потока внутри центробежного пылеуловителя на основе упомянутых методов на сегодняшний день практически не представляется возможным. Поэтому для исследования таких потоков приемлемыми математическими моделями являются модели турбулентности, основанные на замыкании уравнений Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу (RANS). Однако линейные модели RANS, в основе которых лежит гипотеза Буссинеска, не пригодны для решения подобных задач. Дело в том, что гипотеза Буссинеска предполагает изотропную турбулентность, а в случае вращающихся течений возникает анизотропная турбулентность. При небольших закрутках потока в линейные модели RANS вводятся специальные поправки. При сильных закрутках потока, например, как в центробежных пылеуловителях, эти поправки могут быть недостаточными для получения приемлемых численных решений. Поэтому в таких случаях рекомендуется использовать нелинейные RANS модели, например, на основе рейнольдсовых напряжений. Но эти модели очень сложны и громоздки для исследования двухфазных сред. В последнее время появилась новая двухжидкостная модель турбулентности. Данная модель имеет высокую точность и проста в реализации при решении практических задач. Поэтому целью настоящей работы является численное исследование двухфазного турбулентного потока внутри центробежного пылеуловителя на основе новой двухжидкостной модели. Для верификации модели полученные численные результаты сопоставляются с экспериментальными данными. В работе также представлены результаты, полученные по линейной модели SARC.